注塑模的新型冷却道设计概要VIP免费

本科毕业设计（论文）外文参考文献译文及原文学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化年级班别学号学生姓名***指导老师***2010年6月注塑模的新型冷却道设计ABMSaifullah,S.H.MasoodandIgorSbarski摘要注塑模是大规模生产中最通用和最重要的手段之一。在这个过程中，因为冷却系统几乎决定了注塑周期而使得其变得尤加重要。好的冷却系统设计可以降低周期而获得稳定的零件尺寸。本文讲述一种专门为注射成型模具设计的新型方形截面冷却道，以某工业零件为例，利用moldflow模拟分析软件，对该新型冷却道系统与普通冷却道进行各种模拟与实验，并进行对比分析。利用微型注塑机对塑件试样进行多种实验，对比结果将以温度对模具表面、冷却时间或者塑件冻结时间的影响描述出来，最终以达到降低塑件周期。关键词：共形冷却道，moldflow周期，方形简介生产塑件中，注射模是一种广为利用的制造工艺[1]。注射模的基本原则是固体聚合物在熔融状态下注射进模腔内，经过冷却，然后在模中被顶出。因此注射模工艺过程涉及到填充阶段，冷却阶段和顶出阶段。因此注射模的工艺过程主要就是决定于成型周期，而冷却时间又是最重要的一个步骤。成型的冷却时间决定了生产塑件的速度。一直以来，现代工业中，时间与成本有着很大的关连，生产时间越长成本越高。降低零件冷却时间将会大大提高生产速率和降低成本。因此在典型的成型过程中，了解并优化热传导是非常重要的。注塑件和模具之间的热交换对注射成型的经济行为起着决定性的因素。必须达到稳定状态下（即可以脱模时）才能将塑件热量释放。需要达到这个状态的时间叫做零件冷却时间或者冻结时间。正确的冷却系统设计必须使得聚合塑料件与模具之间有最佳的热传导。在传统的模具中，通过在模心和模腔里创建直孔，然后通以冷却液并导走聚合塑料件多余的热量，可以实现降低冷却时间。这种加工孔的方法依赖于普通加工工艺，例如钻孔，却不能生产复杂的轮廓状通道或者立体空间里的隐藏部位。另一种适合模腔和模心形状的方法可以为注塑模工艺提供一种更好的热传导方案，因此可以优化周期。这种办法利用不同平面的交错轮廓通道，与模具表面尽可能贴近，以增加对熔融聚合物热量的吸收，这种方法保证了塑件冷却的一致性和效率。目前，随着快速成型的利用，例如直接金属沉积（DMD），直接金属激光烧结（DMLS）和许多先进的计算机辅助工程（CAE）软件，更多高效的冷却道可以通过复杂布局与交错截面的设计和制造获得。本文讲述一种为注射模而设计的方形截面的冷却道（SSCCC），以某工业塑件的圆盘形作为试样进行模拟试验，并通过MPI软件将之与普通直冷却道（CSCC）进行对比。对比得出的实验结论也是通过SSCCC和与CSCC对圆盘的注塑试样的影响进行对比而得出。结果显示SSCCC相对于CSCC，有着更加好的冷却和温度分布效果。塑件设计与模具设计塑件设计圆盘塑料件有PP聚合物组成，如图1（a），由Pro-Engineer设计，后以IGES格式导出文件并将之导入MPI进行分析。塑件体积是177.9cm3，质量为162.3g。试样同样也是由Pro-Engineer设计，如图1（b），实验结果通过两种材料——PP和ABS进行过处理，试样体积是8.8cm3，ABS和PP的质量分别为8.68g、8.13g。图1(a)圆盘塑件的CAD模型图1(b)试件CAD模型模具设计模具设计已经通过Pro-Engineer的模具设计模块完成并通过数控机床加工制造。模具分为两部分，模心与模腔，如图2。SSCCC通过CNC加工，一部分在腔板上，另一部分在心板上，板与板之间通过螺钉连接，为了避免水泄漏，使用液体垫圈（佩马特克斯）。图2两块腔板与心板的CAD装配图分析和分析结果使用MPI模拟软件对塑件进行分析[5]。分析顺序是流动—冷却—翘曲分析。使用PP聚合物作为分析对象，对CSCC和SSCCC进行比较分析。CSCC的直径是12mm，SSCCC的长度是12mm，如图3。全局网格划分的平均长度是0.995cm，CSCC个SSCCC的网格单元数目分别为12944和12291.图3（a）CSCC的MPI分析图3（b）SSCCC的MPI分析冷却介质温度都是25°C。雷诺数为1000，熔融温度为230°C，比较结果如图4，图中表明了SSCCC相对于CSCC，有更好的温度分布和更少的冷却时间。对CSCC而言，除了顶部位置外，大部分都在2...